論文の概要: Dynamically protected erasure qubit via low-frequency charge driving
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.10432v1
- Date: Wed, 07 Oct 2026 17:10:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-08 21:58:23.068832
- Title: Dynamically protected erasure qubit via low-frequency charge driving
- Title（参考訳）: 低周波帯電駆動による動的に保護された消去量子ビット
- Abstract要約: 強い駆動による動的保護は、不完全な物理ハードウェア上で回復力のある量子処理を可能にする。
トランスモン状態における超伝導Kerr発振器(KOs)のサブGHz帯電荷駆動は、このトレードオフを回避することを実証する。
約4倍の消去バイアスを持つデュアルレール量子ビットの論理制御と動的保護を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6425117789226003
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Dynamical protection via strong driving can enable resilient quantum processing on imperfect physical hardware. However, the practical utility of such schemes is frequently limited by parasitic processes such as drive-induced dephasing and leakage. Here, we demonstrate that sub-GHz charge driving of superconducting Kerr oscillators (KOs) in the transmon regime circumvents this trade-off, simultaneously activating fast parametric interactions and protecting the encoded qubit from low-frequency noise. The key is the frequency dependence of the charge sensitivity: using the AC Stark shift as a probe, we find that the KO frequency sensitivity to a charge drive grows quadratically with both drive frequency and amplitude, making the oscillator weakly sensitive to $1/f$ charge noise yet strongly coupled to drives near 1~GHz. Exploiting this, we first demonstrate cooling and reset of the KO in 82~ns, to a residual population below $0.7\%$---lower than its $2.5\%$ steady-state thermal population. Next, using two KOs, we demonstrate logical control and dynamical protection of a dual-rail qubit with nearly fourfold erasure bias. Finally, using a single end-of-circuit erasure check, we achieve an error per Clifford of $5.6\times10^{-4}$, which falls to $1.5\times10^{-4}$ after post-selection, with 25~ns gates.
- Abstract（参考訳）: 強い駆動による動的保護は、不完全な物理ハードウェア上で回復力のある量子処理を可能にする。
しかし、そのようなスキームの実用性は、ドライブによるデファス化やリークといった寄生的プロセスによって制限されることが多い。
ここでは、トランスモン状態における超伝導Kerr発振器(KOs)のサブGHz帯電荷駆動が、このトレードオフを回避し、高速パラメトリック相互作用を同時に活性化し、符号化量子ビットを低周波雑音から保護することを実証する。
ACスタークシフトをプローブとして、電荷駆動に対するKO周波数感度は、駆動周波数と振幅の両方で2次的に増大し、発振器は1/f$の電荷雑音に弱いが、1〜GHz付近の駆動に強く結合する。
この実験を最初に行ったのは82～nsのKOの冷却とリセットで、残留個体数は0.7\%=-2.5\%=-より低い。
次に、2つの KO を用いて、ほぼ4倍の消去バイアスを持つ二重レール量子ビットの論理制御と動的保護を示す。
最後に、1回の回路消去チェックを用いてクリフォードあたりの誤差を5.6\times10^{-4}$とし、選択後、25~nsゲートを持つ1.5\times10^{-4}$とする。
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